传感器基础教程常识
传感器的界说
国家规范 GB7665-87 对传感器下的界说是： “ 能感触规则的被丈量并依照必定的规则转化成可用信号的器材或设备，一般由灵敏元件和转化元件组成 ” 。传感器是一种检测设备，能感触到被丈量的信息，并能将检测感触到的信息，按必定规则改换成为电信号或其他所需方法的信息输出，以满意信息的传输、处理、存储、显现、记载和操控等要求。它是完成自动检测和自动操控的首要环节。
传感器的分类
现在对传感器尚无一个一致的分类办法，但比较常用的有如下三种：
１、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。
２、按传感器作业原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。
３、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（ “ １ ” 和 “ ０ ” 或 “ 开 ” 和 “ 关 ” ）的开关型传感器；输出为模仿型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。
传感器的静态特性
传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互联系。由于这时输入量和输出量都和时刻无关，所以它们之间的联系，即传感器的静态特性可用一个不含时刻变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描绘。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辩力和迟滞等。
传感器的动态特性
所谓动态特性，是指传感器在输入改变时，它的输出的特性。在实践作业中，传感器的动态特性常用它对某些规范输入信号的呼应来表明。这是由于传感器对规范输入信号的呼应简单用试验办法求得，而且它对规范输入信号的呼应与它对恣意输入信号的呼应之间存在必定的联系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的规范输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃呼应和频率呼应来表明。
传感器的线性度
一般情况下，传感器的实践静态特性输出是条曲线而非直线。在实践作业中，为使外表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实践的特性曲线、线性度（非线性差错）便是这个近似程度的一个功能目标。拟合直线的选取有多种办法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点误差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
传感器的灵敏度
灵敏度是指传感器在稳态作业情况下输出量改变△ y 对输入量改变△ x 的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。假如传感器的输出和输入之间显线性联系，则灵敏度 S 是一个常数。不然，它将随输入量的改变而改变。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移改变 1mm 时，输出电压改变为 200mV ，则其灵敏度应表明为 200mV/mm 。
当传感器的输出、输入量的量纲相一起，灵敏度可理解为扩大倍数。
进步灵敏度，可得到较高的丈量精度。但灵敏度愈高，丈量规模愈窄，安稳性也往往愈差。
传感器的分辩力
分辩力是指传感器或许感触到的被丈量的最小改变的才能。也便是说，假如输入量从某一非零值缓慢地改变。当输入改变值未超越某一数值时，传感器的输出不会发作改变，即传感器对此输入量的改变是分辩不出来的。只有当输入量的改变超越分辩力时，其输出才会发作改变。
一般传感器在满量程规模内各点的分辩力并不相同，因而常用满量程中能使输出量发作阶跃改变的输入量中的最大改变值作为衡量分辩力的目标。上述目标若用满量程的百分比表明，则称为分辩率。
电阻式传感器
电阻式传感器是将被丈量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转化式成电阻值这样的一种器材。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器材。
电阻应变式传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下发作机械形变，从而使电阻值随之发作相应的改变。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（一般是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等长处。
压阻式传感器
压阻式传感器是依据半导体资料的压阻效应在半导体资料的基片上经分散电阻而制成的器材。其基片可直接作为丈量传感元件，分散电阻在基片内接成电桥方法。当基片遭到外力作用而发作形变时，各电阻值将发作改变，电桥就会发作相应的不平衡输出。 用作压阻式传感器的基片（或称膜片）资料主要为硅片和锗片，硅片为灵敏 资料而制成的硅压阻传感器越来越遭到人们的注重，特别是以丈量压力和速度的固态压阻式传感器运用最为遍及。
热电阻传感器
热电阻传感器主要是运用电阻值随温度改变而改变这一特性来丈量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。现在较为广泛的热电阻资料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、功能安稳、运用温度规模宽、加工简单等特色。用于丈量 -200 ℃ ～ +500 ℃ 规模内的温度。
传感器的迟滞特性
迟滞特性表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出 – 一输入特性曲线不一致的程度，一般用这两条曲线之间的最大差值 △ MAX 与满量程输出 F·S的百分比表明，迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收形成。
传感器的选用
传感器千差万别，即使关于相同品种的测定量也可选用不同作业原理的传感器，因而，要依据需求选用最适合的传感器。
(1) 丈量条件
假如误选传感器，就会下降体系的可靠性。为此，要从体系整体考虑，清晰运用的意图以及选用传感器的必要性，肯定不要选用不适合的传感器与不必要的传感器。丈量条件列举如下，即丈量意图，丈量量的选定，丈量的规模，输入信号的带宽，要求的精度，丈量所需求的时刻，过输入发作的频频程度。
(2) 传感器的功能
选用传感器时，要考虑传感器的下述功能，即精度，安稳性，呼应速度，模仿信号或许数字信号，输出量及其电平，被测目标特性的影响，校准周期，过输人维护。
(3) 传感器的运用条件
传感器的运用条件即为设置的场所，环境 ( 湿度、温度、振荡等 ) ，丈量的时刻，与显现器之间的信号传输间隔，与外设的衔接方法，供电电源容量。
